Ilmuwan menemukan gen yang mengarahkan perkembangan, beri nama pelatih NBA Spurs – ScienceDaily

Evangeline Ballerini, Ph.D. ’10, asisten profesor ilmu biologi di California State University, Sacramento, mengatakan dia dan kolaboratornya – termasuk Elena Kramer dari Harvard – menetapkan nama itu karena gen yang baru ditemukan itu memanggil bidikan nektar bunga seperti yang dilakukan Popovich. tim NBA-nya.

“Saya akhirnya memilih menamainya setelah Gregg Popovich, sebagian, karena gen tersebut memainkan peran pengaturan dalam memacu perkembangan, seperti pelatih yang mengontrol perkembangan tim mereka,” kata Ballerini, yang sudah lama menjadi Golden State Penggemar Warriors dan penggemar Celtics paruh waktu karena waktunya di wilayah Boston, tetapi menghormati Spurs dan mengagumi kepemimpinan Popovich.

Pekerjaan tersebut dijelaskan dalam studi yang baru-baru ini diterbitkan di PNAS.

Taji nektar adalah tabung berongga yang menonjol keluar dari sejumlah bunga dan sangat penting untuk meningkatkan keanekaragaman hayati di antara tumbuhan berbunga yang memilikinya. Dalam banyak kasus, spesies dengan taji nektar jauh lebih beragam daripada kerabat dekatnya tanpa sifat baru ini.

Dalam makalah tersebut, para ilmuwan mengidentifikasi gen yang penting untuk mengendalikan perkembangan taji ini di common columbine, atau Aquilegia. Mereka menemukan itu bertindak sebagai pengatur utama yang tampaknya mengontrol penciptaan taji dengan mengatur aktivitas gen lain, cara pelatih memutuskan siapa yang bermain dan kapan.

Selain referensi NBA yang unik, yang benar-benar membuat ahli biologi evolusi bersemangat tentang penemuan ini adalah bahwa temuan tersebut memiliki potensi untuk membantu mereka memahami bagaimana organisme mendapatkan beragam bentuk dan sifat, dan kemudian bagaimana ciri-ciri tersebut berevolusi.

Taji nektar dianggap sebagai inovasi utama dalam bunga, yang berarti mereka dianggap sebagai fitur baru – yang membantu organisme memanfaatkan lingkungannya sebaik-baiknya dan menyebabkan ledakan keanekaragaman. Hewan yang berevolusi untuk memiliki sayap, misalnya, telah berputar menjadi sejumlah spesies berbeda selama jutaan tahun. Inovasi kunci lainnya adalah mata atau tulang punggung mamalia.

Sebagian besar inovasi utama terjadi jauh di masa lalu, membuat identifikasi asalnya semakin sulit. Namun, dalam kelompok tumbuhan yang dipelajari para peneliti, taji nektar bunga hanya ada sekitar 5 hingga 7 juta tahun.

“Mengingat bahwa pacu nektar Aquilegia berevolusi relatif baru dan dibentuk oleh modifikasi pada satu organ bunga, ini memberikan kesempatan unik untuk mulai membedah dasar perkembangan dan genetik dari inovasi kunci, yang, pada gilirannya, akan memberikan wawasan tentangnya. asal, “tulis para peneliti.

Para peneliti percaya bahwa gen tersebut adalah salah satu inovasi kunci pertama di mana para ilmuwan telah mengidentifikasi gen kritis, membuka pintu ke sejumlah area dalam memahami bagaimana bentuk dan morfologi dicapai pada bunga dan makhluk hidup lainnya.

“Kami sangat tertarik pada fitur baru yang tampaknya sangat penting untuk mempromosikan peristiwa spesiasi,” kata Kramer, Profesor Bussey dari Organismic and Evolutionary Biology dan ketua Departemen Organismic and Evolutionary Biology. “Dalam hal sifat morfologis, seperti nektar taji, kami bertanya: Bagaimana perkembangannya [of the species] perubahan? … Ini memberi kita, pada dasarnya, pegangan, tempat awal untuk mencoba memahami jaringan genetik ini. “

Peneliti membuat penemuan menggunakan kombinasi teknik yang mencakup sekuensing genetik dan spesies persilangan, dan analisis ekspresi gen. Salah satu kuncinya adalah menggunakan spesies Aquilegia asli China dan dikenal sebagai satu-satunya anggota genus tersebut, dari 60 hingga 70 spesies, yang tidak memiliki taji nektar.

Tim tersebut memulai dengan mengulangi studi tahun 1960 oleh ahli genetika Rusia W. Pr? Mo yang menyilangkan bunga tak bertaji dengan spesies berpacu dan menyarankan bahwa satu gen resesif bertanggung jawab atas hilangnya pacu. Tidak seperti Prmo, mereka memiliki alat genetik untuk menyelesaikan pekerjaan itu, dan mengurutkan genom dari sekitar 300 keturunan. Itu mempersempit pencarian menjadi lebih dari 1.000 gen. Deteksi genetik lebih lanjut membawa mereka ke POPOVICH, yang mereka sebut POP untuk singkatnya, dan mengkonfirmasikannya menggunakan virus yang dimodifikasi secara genetik yang menjatuhkan, atau menekan, gen yang ditargetkan.

“Kami mengambil spesies yang memiliki taji dan biasanya memiliki ekspresi POP, dan kami menurunkan regulasi ekspresi POP,” kata Kramer. “Kami menunjukkan bahwa ia kehilangan taji, dan hasilnya adalah hal yang mengikat semuanya. Tidak hanya ini gen yang secara khusus diekspresikan dalam taji, tetapi saat Anda menjatuhkannya, ia kehilangan taji.”

Meskipun ini semua adalah bukti kuat, lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk mengkonfirmasi temuan mereka.

“Ada beberapa arah yang kami ingin masuki, termasuk mencoba mencari tahu bagaimana ekspresi POP dikontrol, gen POP mana yang mengatur ekspresi, dan apa yang dilakukan gen POP pada kerabat tanpa pacu Aquilegia,” kata Ballerini. .